JP3856634B2 - Polishing apparatus having a substrate holding apparatus and a substrate holding device - Google Patents

Polishing apparatus having a substrate holding apparatus and a substrate holding device Download PDF

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計介 並木
穂積 安田
芳宏 軍司
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株式会社荏原製作所
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Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明は、半導体ウエハ等の基板を研磨して平坦化する際に基板を保持する基板保持装置および該基板保持装置を具備したポリッシング装置に関する。 The present invention relates to a polishing apparatus having a substrate holding apparatus and a substrate holding apparatus for holding a substrate during polishing and flattening the substrate such as a semiconductor wafer.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
近年、半導体デバイスがますます微細化され素子構造が複雑になり、またロジック系の多層配線の層数が増えるに伴い、半導体デバイス表面はますます凹凸が増え、段差が大きくなる傾向にある。 Recently, device structure semiconductor device is increasingly miniaturized becomes complicated, with the number of layers of the logic system of the multi-layer wiring increases, the semiconductor device surface increases more and more irregularity tends to step increases. 半導体デバイスの製造では薄膜を形成し、パターニングや開孔を行う微細加工の後、次の薄膜を積むという工程を何回も繰り返すためである。 Thin film is formed in the manufacturing of semiconductor devices, then micromachining processes, patterning and opening is to repeat several times the step of gain following films. 表面の凹凸が増えると、薄膜形成時に段差部での膜厚が薄くなったり、また配線の断線によるオープンや配線層間の絶縁不良によるショートが起こるため、良品が取れなかったり、歩留りが低下したりする。 When unevenness of the surface is increased, because the may become thickness is thin at the step portion at the time of film formation, also the short circuit due to insulation failure of the open and wiring layers by disconnection of wiring occurs, may not take non-defective, or lowers the yield to. また初期的に正常動作しても、長時間の使用に対し信頼性の問題が生じる。 Also even if initially operate normally, reliability of the problems for a long time of use.
【0003】 [0003]
表面凹凸のもう一つの大きな問題は、リソグラフィ工程である。 Another major problem of surface irregularities, a lithography process. 露光時、照射表面に凹凸があると、露光系のレンズ焦点が部分的に合わなくなり微細パターンの形成そのものが難しくなるためである。 During exposure, if there is unevenness in irradiation surface, lens focus of the exposure system is because the formation itself partially match no longer fine pattern becomes difficult.
これらの理由により、半導体デバイスの製造工程において、表面の平坦化技術は、ますます重要になっている。 For these reasons, in the manufacturing process of semiconductor devices, planarization technique the surface is becoming increasingly important. この平坦化技術のうち、最も重要な技術は、化学的機械的研磨(CMP(Chemical Mechanical Polishing))である。 Among the most important planarizing technologies is chemical mechanical polishing (CMP (Chemical Mechanical Polishing)). この化学的機械的研磨においては、ポリッシング装置を用いて、シリカ(SiO )等の砥粒を含んだ研磨液を研磨パッド等の研磨面上に供給しつつ半導体ウエハを研磨面に摺接させて研磨を行うものである。 In this chemical mechanical polishing, using a polishing apparatus, silica is in sliding contact with the (SiO 2) polished surface of a semiconductor wafer while supplying a polishing liquid containing abrasive particles on the polishing surface such as a polishing pad, such as and performs polishing Te.
【0004】 [0004]
従来、この種のポリッシング装置は、研磨パッドからなる研磨面を有した研磨テーブルと、半導体ウエハを保持するためのトップリング又はキャリアヘッド等と称される基板保持装置とを備えている。 Conventionally, this kind of polishing apparatus comprises a polishing table having a polishing surface formed by a polishing pad, a top ring or a carrier head or the like called a substrate holding apparatus for holding a semiconductor wafer. 基板保持装置は半導体ウエハを保持しつつ半導体ウエハを研磨テーブルに対して所定の圧力で押圧し、かつ基板保持装置と研磨テーブルとを相対運動させることにより半導体ウエハを研磨面に対して摺接させ、半導体ウエハの表面を平坦かつ鏡面に研磨している。 Substrate holding device is sliding contact with the semiconductor wafer against the polishing surface by relative movement of the pressing, and a substrate holding apparatus and a polishing table under a predetermined pressure against the polishing table semiconductor wafer while keeping the semiconductor wafer , the surface of the semiconductor wafer is polished to a flat mirror finish.
【0005】 [0005]
上述したポリッシング装置において、研磨中の半導体ウエハと研磨パッドの研磨面との間の相対的な押圧力が半導体ウエハの全面に亘って均一でないと、各部分の押圧力に応じて研磨不足や過研磨が生じてしまう。 In the polishing apparatus described above, the relative pressing force between the semiconductor wafer being polished and the polishing surface of the polishing pad is not uniform over the entire surface of the semiconductor wafer, the polishing problems or over in response to the pressing force of each portion polishing occurs. そのため、基板保持装置の半導体ウエハ保持面をゴム等の弾性材からなる弾性膜で形成し、弾性膜の裏面に空気圧等の流体圧を加え、半導体ウエハに印加する押圧力を全面に亘って均一化することも行われている。 Therefore, the semiconductor wafer holding surface of the substrate holding device is formed by an elastic membrane made of an elastic material such as rubber, the fluid pressure of the air pressure or the like in addition to the back surface of the elastic membrane, uniformly over the pressing force applied to the semiconductor wafer over the entire surface It has also been made to reduction. この場合、半導体ウエハの周縁は研磨面との接触/非接触の境界になっている。 In this case, the peripheral edge of the semiconductor wafer has become the boundary of the contact / non-contact with the polishing surface. 特に研磨パッドが弾性を有するため、半導体ウエハの周縁部に加わる研磨圧力が不均一になり、半導体ウエハの周縁のみが多く研磨され、いわゆる「縁だれ」を起こしてしまうという欠点があった。 In particular, since the polishing pad has elasticity, it makes the polishing pressure inhomogeneous applied to the peripheral portion of the semiconductor wafer, only the peripheral edge of the semiconductor wafer is often polished, there is a disadvantage that cause so-called "edge sagging".
上述した半導体ウエハの縁だれを防止するため、半導体ウエハの外周縁を保持するガイドリング又はリテーナリングにより半導体ウエハの外周側に位置する研磨面を押圧する構造を有した基板保持装置も用いられている。 To prevent sagging edge of the semiconductor wafer described above, the substrate holding apparatus having a structure for pressing also used a polishing surface positioned on the outer peripheral side of the semiconductor wafer by a guide ring or retainer ring for holding a peripheral edge of the semiconductor wafer there. この装置においては、リテーナリングは空気圧等の流体圧によって研磨面に押圧されるようになっている。 In this apparatus, so that the retainer ring is pressed against the polishing surface by the fluid pressure of the air pressure or the like.
【0006】 [0006]
図5は、上述した半導体ウエハを空気圧等の流体圧で研磨面に押圧するとともにリテーナリングを流体圧で研磨面に押圧する構造を有した基板保持装置の模式図である。 Figure 5 is a schematic view of a substrate holding apparatus having a structure for pressing the polishing surface by a fluid pressure of the retainer ring while pressed against the polishing surface by a fluid pressure of air or the like semiconductor wafer as described above.
図5に示すように、基板保持装置を構成するトップリング50は、内部に収容空間を有したトップリング本体51と、トップリング本体51内に収容されるとともに半導体ウエハWを研磨テーブル60上の研磨面61に押圧するウエハ加圧機構52と、トップリング本体51に対して上下動可能に設けられるとともに半導体ウエハWの外周縁を保持するリテーナリング53と、リテーナリング53を研磨面61に押圧するリテーナリング加圧機構54とから構成されている。 As shown in FIG. 5, the top ring 50 constituting the substrate holding apparatus comprises a top ring body 51 having a receiving space therein, on the polishing table 60 and the semiconductor wafer W while being accommodated in the top ring body 51 a wafer pressurizing mechanism 52 for pressing the polishing surface 61, together are vertically movable relative to the top ring body 51 and retainer ring 53 for holding the outer peripheral edge of the semiconductor the wafer W, pressing the retainer ring 53 on the polishing surface 61 and a retainer ring pressurizing mechanism 54 for.
【0007】 [0007]
ウエハ加圧機構52は、詳細構造は図示されていないが、トップリング本体51に連結されたゴム等の弾性材からなる弾性膜で構成されており、弾性膜内に加圧空気等の加圧流体が供給され、流体圧によって半導体ウエハWを研磨面61に押圧するようになっている。 Wafer pressurizing mechanism 52, the detailed structure is not shown, it is constituted by an elastic membrane made of an elastic material such as rubber which is connected to the top ring body 51, the pressure of the pressurized air or the like in the elastic membrane fluid is supplied, so as to press the semiconductor wafer W against the polishing surface 61 by the fluid pressure. またリテーナリング加圧機構54は、詳細構造は図示されていないが、トップリング本体51に連結されたゴム等の弾性材からなる弾性膜で構成されており、弾性膜内に加圧空気等の加圧流体が供給され、流体圧によってリテーナリング53を研磨面61に押圧するようになっている。 The retainer ring pressurizing mechanism 54, the detailed structure is not shown, it is constituted by an elastic membrane made of an elastic material such as rubber which is connected to the top ring body 51, the pressurized air or the like in the elastic membrane pressurized fluid is supplied, so as to press the retainer ring 53 on the polishing surface 61 by the fluid pressure. トップリング本体51は駆動軸55に連結されており、駆動軸55はエアシリンダ等の昇降機構によって昇降されるようになっている。 The top ring body 51 is coupled to the drive shaft 55, drive shaft 55 is adapted to be raised and lowered by an elevating mechanism such as an air cylinder.
【0008】 [0008]
上述の構成において、駆動軸55に連結されたエアシリンダ等の昇降機構を作動させトップリング本体51の全体を研磨テーブル60に近接させて半導体ウエハWを研磨面61に近接させた状態で、ウエハ加圧機構52に所定圧力の加圧流体を供給して半導体ウエハWを研磨テーブル60の研磨面61に押圧する。 In this aspect, in a state where the semiconductor wafer W across in close proximity to the polishing table 60 of the top ring body 51 actuates the lifting mechanism such as an air cylinder connected to the drive shaft 55 is brought close to the polishing surface 61, the wafer a pressurizing mechanism 52 to supply pressurized fluid at a predetermined pressure for pressing the semiconductor wafer W against the polishing surface 61 of the polishing table 60. この場合には、半導体ウエハWに加わる研磨圧力は、ウエハ加圧機構52に供給される加圧流体の圧力を調整することにより、所望の値に調整する。 In this case, the polishing pressure applied to the semiconductor wafer W by adjusting the pressure of the pressurized fluid supplied to the wafer pressurizing mechanism 52 is adjusted to a desired value. またリテーナリング加圧機構54に所定圧力の加圧流体を供給してリテーナリング53を研磨テーブル60の研磨面61に押圧する。 Further pressing the retainer ring 53 to supply pressurized fluid at a predetermined pressure to the retainer ring pressurizing mechanism 54 to the polishing surface 61 of the polishing table 60.
【0009】 [0009]
上述のように、流体圧によって半導体ウエハWが研磨面61に押圧されるので、半導体ウエハWの中央部から周縁部に至るまで全面に亘って均一な研磨圧力を加えることができる。 As described above, since the semiconductor wafer W is pressed against the polishing surface 61 by the fluid pressure, it can be added even polishing pressure over the entire surface up to the peripheral portion from the central portion of the semiconductor wafer W. そのため、半導体ウエハWの全面を均一に研磨できる。 Therefore, it can be uniformly polished over the entire surface of the semiconductor wafer W. そして、半導体ウエハWに加えられる研磨圧力と概略同一の押圧力がリテーナリング加圧機構54を介してリテーナリング53に加えられるため、半導体ウエハWの周囲の研磨パッド等の研磨面が半導体ウエハWと概略同一の圧力で押され、半導体ウエハWの中心部から周縁部、さらには半導体ウエハWの外側にあるリテーナリング53の外周部までの圧力分布が連続かつ均一になる。 Then, the polishing pressure and substantially the same pressing force applied to the semiconductor wafer W is applied to the retainer ring 53 through the retainer ring pressurizing mechanism 54, the polishing surface is a semiconductor wafer W, such as the polishing pad around the wafer W and pressed at substantially the same pressure, the peripheral portion, more pressure distribution to the outer periphery of the retainer ring 53 is continuous and uniform on the outside of the semiconductor wafer W from the center of the semiconductor wafer W. そのため、ポリッシング対象物である半導体ウエハWの周縁部における研磨量の過不足を防止することができる。 Therefore, it is possible to prevent excess or deficiency of the polishing amount at the peripheral portion of the semiconductor wafer W is polished object.
【0010】 [0010]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
上述したような半導体ウエハの押圧およびリテーナリングの押圧にいずれも流体圧を使用した従来の基板保持装置においては、トップリング本体に対してリテーナリングは上下(垂直方向)および左右(半径方向)に自由に動くことができるように構成されている。 In the conventional substrate holding apparatus using both the fluid pressure in the pressing of the pressing and the retainer ring of the semiconductor wafer as described above, the retainer ring against the top ring body in the vertical direction (vertical direction) and lateral (radial) and it is configured so as to be able to move freely. 即ち、リテーナリングはトップリング本体に対して独立した動きができる構造になっており、そのため半導体ウエハの外周部の研磨均一性を左右するリテーナリングの動きが、ウエハに対して、必要な上下動のみならず左右にも動く現象がある。 That is, the retainer ring has a structure capable independent movement relative to the top ring body, the movement of the influence retainer ring polishing uniformity of the outer peripheral portion of the for the semiconductor wafer, the wafer, the necessary vertical movement there is a phenomenon that also move to the left and right as well. その結果、リテーナリングと半導体ウエハの周縁部(エッジ部)との距離が一定にならず、半導体ウエハの外周部の研磨均一性と安定性に問題が生じていた。 As a result, not the distance between the periphery of the retainer ring and the semiconductor wafer (edge ​​portion) is constant, a problem has occurred in the polishing uniformity and stability of the outer peripheral portion of the semiconductor wafer.
【0011】 [0011]
また従来のトップリングにおいては、半導体ウエハを保持する部分が弾性膜で覆われているため、半導体ウエハの搬送時には弾性膜に吸盤状の形状を作るなどの工夫により、半導体ウエハの保持を行う必要があった。 Also required in the conventional top ring, since the portion for holding the semiconductor wafer is covered with an elastic film, which by devising, such as during transportation of the semiconductor wafer making sucker shape to the elastic film, for holding a semiconductor wafer was there. その結果、半導体ウエハ自体に対して、反り(変形)を与え、その反り(変形)のため、搬送中に半導体ウエハが破損したり、あるいは半導体ウエハ上に形成されているデバイス構造が損傷したりすることがあった。 As a result, the semiconductor wafer itself, given the warp (deformation), so that warpage of the (modified), or the semiconductor wafer is damaged during transport, or or device structure formed on a semiconductor wafer is damaged that there was to be. また半導体ウエハの保持が弾性膜を介しての間接的な保持であるため、搬送時に半導体ウエハの保持ミスなどが起こり易く、装置の稼働率、半導体ウエハの歩留まりに影響を与えていた。 Since the semiconductor wafer held an indirect holding through the elastic membrane, such as holding mistakes semiconductor wafer tends to occur during transportation, it has affected operating rate of the apparatus, the yield of the semiconductor wafer.
【0012】 [0012]
また、このような砥液(スラリ)を用いた化学的機械的研磨(CMP)における更なる問題点は、凹凸パターンを有するデバイスウエハを研磨する際、研磨初期は凸部が優先的に研磨されるが、次第に凹部も削られるようになるため、凹凸の段差がなかなか解消されない点である。 Moreover, a further problem in such polishing liquid chemical mechanical polishing using the (slurry) (CMP), at the time of polishing a device wafer having an uneven pattern, the polishing initial convex portion is preferentially polished that is, to become increasingly as the recess is also cut, stepped irregularities is that not easily solved. また、ウエハ上の凹凸パターンの疎密によっても、削れ方に差が出ていた。 In addition, also by the density of the uneven pattern on the wafer, it was out is a difference between the scraping way. これは、研磨が比較的柔らかい弾性を有する研磨パッドを用いて、且つ遊離砥粒を多量に含むスラリ状の砥液により研磨を行うため、化学的機械的研磨が半導体ウェハ表面上の凸部のみならず凹部にも作用するためである。 It uses a polishing pad polishing has a relatively soft elastic, and for performing the polishing by the slurry-like abrasive liquid containing free abrasive grains in large amounts, the chemical mechanical polishing only protruding portions on the semiconductor wafer surface not without it to act in the recess.
【0013】 [0013]
このため、最近、酸化セリウム(CeO )等の砥粒を例えばフェノール樹脂等のバインダを用いて固定した、いわゆる固定砥粒からなる研磨面を用いた半導体ウエハの研磨が研究されている。 Thus, recently, to fix the abrasive grains such as cerium oxide (CeO 2) using, for example, a binder such as phenolic resin, polishing of a semiconductor wafer using a polishing surface comprising a so-called fixed abrasive has been studied. このような固定砥粒を用いた研磨では、研磨面が従来の化学的機械的研磨の場合の研磨パッドと異なり硬質であるため、凹凸の凸部を優先的に研磨し、凹部は研磨され難いため、絶対的な平坦性が得やすいという利点がある。 In polishing using such a fixed abrasive, since the polishing surface is hard unlike polishing pad for a conventional chemical mechanical polishing, to polish the convex portion of the concavo-convex preferentially, the recess is polished hard Therefore, absolute flatness is advantageous in that easily obtained.
しかしながら、このような固定砥粒からなる硬質な研磨面に適するトップリングの開発はなされていなかった。 However, the development of the top ring suitable for hard polishing surface made of such a fixed abrasive has been no.
【0014】 [0014]
本発明は上述した事情に鑑みなされたもので、リテーナリングとトップリング本体との相対運動をなくし、研磨中においてリテーナリングの挙動の安定性を得るとともにリテーナリングとポリッシング対象物の周縁部(エッジ部)との距離を一定とし研磨の均一性および安定性を得ることができるとともに、ポリッシング対象物を搬送する際などにポリッシング対象物を変形させることなく確実に保持することができる基板保持装置及び該基板保持装置を備えたポリッシング装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, eliminate relative movement between the retainer ring and the top ring body, the peripheral portion (edge ​​of the retainer ring and the polishing object with obtaining a stable behavior of the retainer ring during polishing with the distance between the parts) can be obtained uniformity and stability of the polishing is constant, the substrate holding device and can be reliably held without deforming the like polishing object in transporting the polishing object and to provide a polishing apparatus having a substrate holding apparatus.
【0015】 [0015]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
上述した目的を達成するため、本発明の基板保持装置の1態様は、ポリッシング対象物である基板を保持して研磨テーブル上の研磨面に押圧する基板保持装置において、前記基板を保持するトップリング本体と、前記トップリング本体に固定されるか又は一体に設けられ基板の外周縁を保持するリテーナリングと、 前記トップリング本体とリテーナリングとの内部に画成された空間内に収容された、弾性膜と該弾性膜の外周部が保持された弾性膜支持部材とを備え、前記弾性膜支持部材には貫通孔が設けられ、該貫通孔を介して前記弾性膜支持部材の上部空間である流体室から加圧流体が前記弾性膜の裏面に供給され、前記弾性膜の中央部には開口部設けられ、該開口部には下端が開口した連通孔を有する吸着部が露出するように設けられ To achieve the above object, one aspect of the substrate holding apparatus of the present invention, there is provided a substrate holding apparatus for pressing the polishing surface on the polishing table holding the substrate is a polishing target, a top ring for holding said substrate body and a retainer ring for holding an outer peripheral edge of the substrate provided on or integrally secured to the top ring body, housed in said top ring body and the space defined within the retainer ring, and an elastic membrane supporting member outer peripheral portion is held in elastic film and the elastic film, wherein the elastic membrane supporting member through hole is provided, is the upper space of the elastic membrane supporting member through the through hole pressurized fluid from the fluid chamber is supplied to the back surface of the elastic layer, the opening is provided in the central portion of the elastic membrane, as the opening is exposed adsorbing portion having a communicating hole bottom is opened provided 該吸着部は前記弾性膜支持部材に設けられ、前記流体室内に加圧流体を供給することにより前記基板を前記研磨面に押圧し、前記吸着部の連通孔を真空源に連通させることにより該吸着部により前記基板を吸着するようにしたことを特徴とするものである。 Adsorbing portion provided in the elastic membrane supporting member, by supplying pressurized fluid to said fluid chamber to press the substrate against the polishing surface, it communicates the communicating hole of the front Symbol suction unit to a vacuum source the is characterized in that so as to adsorb the substrate by adsorption unit.
本発明の好ましい態様によれば、前記流体室に供給する加圧流体の圧力を調整することにより基板に加わる研磨圧力を調整する。 According to a preferred embodiment of the present invention, to adjust the polishing pressure applied to the substrate by adjusting the pressure of the pressurized fluid supplied to the fluid chamber.
本発明の好ましい態様によれば、前弾性膜支持部材の前記トップリング本体に対する上下方向位置は規制部材により規制される。 According to a preferred embodiment of the present invention, the vertical position relative to the top ring body before Symbol elastic membrane supporting member is regulated by the regulating member.
本発明の好ましい態様によれば、前記弾性膜は複数の開口部を有し、該複数の開口部に前記吸着部が設けられている According to a preferred embodiment of the present invention, the elastic membrane has a plurality of openings, and wherein the suction portion is provided in an opening portion of the plurality of.
発明の好ましい態様によれば、前記トップリング本体に押圧力を加える手段は、トップリング本体を上下動させる機構からなる。 According to a preferred embodiment of the present invention, means for applying a pressing force to the top ring body consists mechanism for vertically moving the top ring body.
本発明の基板保持装置の他の態様は、ポリッシング対象物である基板を保持して研磨テーブル上の研磨面に押圧する基板保持装置において、前記基板を保持するトップリング本体と、前記トップリング本体内に画成された空間内に設けられた開口部を有する弾性膜と、前記弾性膜を保持する弾性膜支持部材と、前記弾性膜の開口部に露出するように設けられた吸着部とを有し、前記吸着部は、真空源に接続されている連通孔を有し、さらに該吸着部の下端面には弾性シートが貼着されていることを特徴とするものである。 Another aspect of the substrate holding apparatus of the present invention, there is provided a substrate holding apparatus for pressing the polishing surface on the polishing table holding the substrate is a polishing target, a top ring body for holding the substrate, the top ring body an elastic film having an opening portion provided in the image made the space within, an elastic film supporting member for holding the elastic membrane, and a suction portion provided so as to be exposed to the opening of the elastic membrane a, the suction unit has a communication hole connected to a vacuum source, and more lower end face of the adsorbing part is characterized in that the elastic sheet is bonded.
【0016】 [0016]
本発明によれば、リテーナリングを剛構造のトップリング本体に一体構造として設け、トップリング本体の上下動によりリテーナリングを上下動させる。 According to the present invention, it provided as a unitary structure retainer ring to the top ring body of rigid structure, vertically moving the retainer ring by vertical movement of the top ring body. これにより、トップリング本体への押圧力をリテーナリングへの押圧力として利用し、トップリング本体との一体構造により不必要なリテーナリングの左右(半径方向)の動きをなくすことができる。 Thus, it is possible to eliminate the movement of utilizing the pressing force of the top ring body as the pressing force of the retainer ring, the right and left unnecessary retainer ring by integral structure of the top ring body (radial direction). したがって、リテーナリングとポリッシング対象物である基板の周縁部(エッジ部)との距離を常に最小に抑えることが可能になり、基板の外周部における研磨の均一性と研磨の安定性の向上を図ることができる。 Therefore, always can be suppressed minimum distance of the periphery of the substrate is a retainer ring and the polishing object and the (edge ​​portion), to improve the stability of the polishing and the polishing uniformity in the outer peripheral portion of the substrate be able to.
【0017】 [0017]
またリテーナリングをトップリング本体と一体構造とすることにより、高剛性のリテーナリング構造を可能にし、研磨中にリテーナリングの挙動の安定性が得られる。 Further, by the integral with the top ring body and the retainer ring allows the retainer ring structure of high rigidity, stability of behavior of the retainer ring is obtained during polishing. そして、安定した高剛性のリテーナリング構造の内側において、フローティング構造の基板保持加圧機構が研磨面のうねり等に追従し、結果として、硬質の研磨面においてリテーナリングの挙動が安定し、基板の研磨の安定性が得られる。 Then, inside the stable, high rigidity of the retainer ring structure, the substrate holding pressurizing mechanism of a floating structure follows the undulation of the polishing surface, as a result, the behavior of the retainer ring is stabilized in the polishing surface of the hard substrate stability of the polishing can be obtained.
【0018】 [0018]
また本発明においては、ポリッシング対象物である基板を保持する部分にある弾性膜に開口部を形成し、その開口部に基板を真空により直接的に保持する機構を持つ吸着部が露出する構造になっている。 In the present invention also an opening is formed in the elastic membrane at the portion holding the substrate is a polishing target, the structure in which the suction unit is exposed with a mechanism for directly held by vacuum substrate in the opening going on. この吸着部により、ポリッシング対象物を真空吸着して保持するため、基板に反り(変形)を与えることがなく、基板が破損したり、基板上のデバイス構造が損傷したりすることがない。 This adsorption unit, for holding a polishing object by vacuum suction, without giving the warping (deformation) in the substrate, the substrate is damaged, the device structure on the substrate does not be damaged. また、弾性膜を介さないで基板を直接に保持するため、基板の保持の安定性が飛躍的に高まる。 Further, for holding a substrate directly without going through the elastic membrane, the stability of the holding of the substrate increases dramatically. 結果として、装置の稼働率を向上させることができ、また製品の歩留まり向上を達成できる。 As a result, it is possible to improve the rate of operation of the device, also it can achieve improved yield of the product.
【0019】 [0019]
また本発明のポリッシング装置の1態様は、研磨面を有する研磨テーブルと、ポリッシング対象物である基板を保持して研磨テーブル上の研磨面に押圧するトップリングとを備え、前記トップリング内に開口部を有した弾性膜により形成された流体室を設け、かつ前記弾性膜の開口部に連通孔を有した吸着部を設け、前記流体室内に加圧流体を供給することにより前記基板を前記研磨面に押圧し、前記吸着部の連通孔を真空源に連通させることにより該吸着部により前記基板を吸着するようにしたことを特徴とするものである。 The one aspect of the polishing apparatus of the present invention includes a polishing table having a polishing surface, a top ring for pressing the polishing surface on the holding substrate and the polishing table is polished object, before Symbol top in the ring opening fluid chamber formed by an elastic film having a provided, and wherein the suction portion having a communicating hole is provided in the opening of the elastic membrane, before the substrate by supplying a pressurized fluid to the fluid chamber pressing the serial Labs Migakumen, it is characterized in that so as to adsorb the substrate by adsorption unit by communicating the communication hole of the suction unit to a vacuum source.
本発明の好ましい態様によれば、前記トップリングはトップリング本体に固定されるか又は一体に設けられ基板の外周縁を保持するリテーナリングを備え、前記トップリング本体に押圧力を加えることにより前記リテーナリングを前記研磨面に押圧する。 According to a preferred embodiment of the present invention, the top ring comprises a retainer ring for holding an outer peripheral edge of the substrate provided on or integrally secured to the top ring body, wherein by applying a pressing force to the top ring body pressing the retainer ring to the polishing surface.
【0020】 [0020]
本発明のトップリングは、硬質な研磨面を構成する、特に圧縮弾性係数19.6MPa(200kg/cm )以上の研磨部材との適合性に優れている。 The top ring of the present invention constitutes a rigid abrasive surface, is particularly excellent in compatibility with the compression modulus 19.6MPa (200kg / cm 2) or more of the polishing member. 本発明のトップリングによれば、高剛性のリテーナリングの内側で基板は弾性膜を介して流体圧により保持されているので、基板の裏面に加わる流体圧により、硬質の研磨面の凹凸を吸収できる。 According to the top ring of the present invention, since the substrate on the inside of the retainer ring of high rigidity is held by fluid pressure through the elastic membrane, by a fluid pressure applied to the back surface of the substrate, it absorbs the unevenness of the polished surface of the hard it can. したがって、硬質の研磨面を用いる場合にも研磨性能がよく、またバッキングパッドの真空吸着孔が基板に転写されることもない。 Therefore, even polishing performance when using the polishing surface of the rigid well, also a vacuum suction holes of the backing pad is not also be transferred to the substrate. なお、弾性膜を省略して、基板を直接流体で押圧してもよい。 Note that by omitting the elastic film may be pressed by the fluid substrate directly.
【0021】 [0021]
本発明の好ましい態様によれば、 研磨面は、砥粒をバインダ中に固定し板状に形成した固定砥粒により構成される。 According to a preferred embodiment of the present invention, the polishing surface is constituted by a fixed abrasive grains to form abrasive grains fixed plate in a binder.
本発明の好ましい態様によれば、研磨面を有する研磨テーブルと、ポリッシング対象物である基板を保持して研磨テーブル上の研磨面に押圧する前記基板保持装置とを備えている。 According to a preferred embodiment of the present invention comprises a polishing table having a polishing surface, and the substrate holding apparatus for holding a substrate to press the polishing surface on the polishing table is polished object.
【0022】 [0022]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
以下、本発明に係る基板保持装置及び該基板保持装置を備えたポリッシング装置の実施の形態を図1乃至図4を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the polishing apparatus having a substrate holding apparatus and a substrate holding apparatus according to the present invention with reference to FIGS.
図1は本発明の基板保持装置の実施形態を示す縦断面図であり、図2は図1で示す基板保持装置の底面図であり、図3は図1で示す基板保持装置の動作状態を示す縦断面図である。 Figure 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a substrate holding apparatus of the present invention, FIG. 2 is a bottom view of the substrate holding apparatus shown in FIG. 1, the operation state of the substrate holding apparatus shown in FIG. 3 FIG. 1 it is a longitudinal sectional view showing.
基板保持装置は、ポリッシング対象物である半導体ウエハ等の基板を保持して研磨テーブル上の研磨面に押圧する装置である。 Substrate holding device is a device for pressing and holding the substrate of a semiconductor wafer or the like is polished object with the polishing surface on the polishing table. 図1に示すように、基板保持装置を構成するトップリング1は、内部に収容空間を有する円筒容器状のトップリング本体2と、トップリング本体2の下端に固定されたリテーナリング3とを備えている。 As shown in FIG. 1, the top ring 1 constituting a substrate holding apparatus includes a top ring body 2 form of a cylindrical housing having a receiving space therein, and a retainer ring 3 fixed to the lower end of the top ring body 2 ing. トップリング本体2は金属やセラミックス等の強度及び剛性が高い材料からなり、トップリング本体2は円盤状の上部板2Aと、上部板2Aより下方に延設された周壁部2Bとから構成されている。 The top ring body 2 is made of strength and high rigidity material such as metal or ceramics, the top ring body 2 is composed of a disk-shaped upper plate 2A, a peripheral wall portion 2B which is extended from the upper plate 2A downward there. 前記リテーナリング3は周壁部2Bの下端に固定されている。 The retainer ring 3 is fixed to the lower end of the peripheral wall portion 2B. リテーナリング3は、剛性が高い樹脂材から形成されている。 The retainer ring 3, rigidity is formed of a resin having high material. なお、リテーナリング3はトップリング本体2と一体に形成してもよい。 Incidentally, the retainer ring 3 may be formed integrally with the top ring body 2.
【0023】 [0023]
トップリング本体2およびトップリング本体2に一体に固定されたリテーナリング3の内部に画成された空間内には、弾性膜4と、弾性膜4の外周部が保持された概略円盤状の弾性膜支持部材5が収容されている。 The top ring body 2 and the top ring body 2 in the space defined inside the retainer ring 3 integrally fixed to the elastic membrane 4, schematic disk-shaped elastic peripheral portion is held in elastic membrane 4 membrane support member 5 is housed. そして、弾性膜支持部材5とトップリング本体2との間には弾性膜からなる加圧シート6が張設されている。 The pressurizing sheet 6 is stretched comprising an elastic film between the elastic membrane supporting member 5 and the top ring body 2. 前記トップリング本体2と弾性膜4と加圧シート6とにより流体室8が形成されている。 The fluid chamber 8 is formed by said top ring body 2 and the elastic membrane 4 and the pressure sheet 6. 弾性膜4および加圧シート6は、エチレンプロピレンゴム(EPDM)、ポリウレタンゴム、シリコンゴム等の強度および耐久性に優れたゴム材によって形成されている。 Elastic membrane 4 and the pressure sheet 6, ethylene propylene rubber (EPDM), is formed by polyurethane rubber, rubber material having excellent strength and durability such as silicone rubber. そして、流体室8にはチューブおよびコネクタ等からなる流体路10を介して加圧空気等の加圧流体が供給されるようになっている。 Then, the fluid chamber 8 is pressurized fluid such as pressurized air through the fluid passage 10 comprising a tube and a connector or the like are supplied. 流体室8に供給された加圧流体は弾性膜支持部材5に設けられた貫通孔5hを介して弾性膜4の裏面に供給され、弾性膜4の裏面に加圧流体の圧力が加えられる。 Pressurized fluid supplied to the fluid chamber 8 is supplied to the back surface of the elastic membrane 4 via the through hole 5h provided in the elastic membrane supporting member 5, the pressure of the pressurized fluid to the rear surface of the elastic membrane 4 is added. 流体室8に供給される加圧流体の圧力はレギュレータ等により可変になっている。 The pressure of the pressurized fluid supplied to the fluid chamber 8 is in a variable by a regulator or the like. 弾性膜4の外周面とトップリング本体2およびリテーナリング3との間には、わずかな間隙があり、弾性膜4および弾性膜支持部材5は、トップリング本体2およびリテーナリング3に対して上下方向に移動可能になっている。 Between the outer circumferential surface and the top ring body 2 and the retainer ring 3 of the elastic membrane 4, there is a slight gap, the elastic membrane 4 and the elastic membrane supporting member 5 up and down relative to the top ring body 2 and the retainer ring 3 It is movable in the direction.
なお、より高い研磨性能を得るためには、本実施例のように弾性膜により流体室8を形成するのが望ましいが、弾性膜4を設けずに、ポリッシング対象物を直接流体で押圧してもよい。 In order to obtain a higher polishing performance, it is desirable to form the fluid chamber 8 by the elastic membrane as in this embodiment, without providing the elastic film 4, is pressed by fluid polishing object directly it may be. この場合は、トップリング本体2の内部空間と、ポリッシング対象物である半導体ウエハの裏面によって流体室が形成されることになる。 In this case, the internal space of the top ring body 2, so that the fluid chamber is formed by the back surface of the semiconductor wafer is polished object.
【0024】 [0024]
前記トップリング本体2の上部板2Aには、サポート12を介して環状のストッパプレート13が固定されている。 The upper plate 2A of the top ring body 2, an annular stopper plate 13 via a support 12 is fixed. ストッパプレート13の上端面13aは所定高さ位置に設定されており、ストッパプレート13は規制部材を構成している。 The upper end face 13a of the stopper plate 13 is set at a predetermined height position, the stopper plate 13 constitute a restricting member. そして、流体室8に加圧空気等の加圧流体が供給された際に、弾性膜4および弾性膜支持部材5は一体にトップリング本体2に対して下方に移動することになるが、弾性膜支持部材5の上端部5aがストッパプレート13の上端面13aと係合することにより、この下方への移動が所定範囲に規制されるようになっている。 Then, when the pressurized fluid such as pressurized air in the fluid chamber 8 is supplied, the elastic membrane 4 and the elastic membrane supporting member 5 is made to move downward relative to the top ring body 2 together, the elastic by the upper end 5a of the membrane support member 5 engages the upper end surface 13a of the stopper plate 13, it moves to the downward is adapted to be restricted to a predetermined range. また弾性膜4には複数の開口部4aが設けられ、この開口部4aに連通孔14hを有した吸着部14が露出するように設けられている。 The plurality of openings 4a are provided in the elastic membrane 4, the suction unit 14 having a communication hole 14h is provided so as to be exposed in the opening 4a. 複数の吸着部14は弾性膜支持部材5の中央部側に設けられている。 A plurality of suction portion 14 is provided in the central portion of the elastic membrane supporting member 5. この実施形態においては、吸着部14は弾性膜支持部材5と一体に形成されているが、弾性膜支持部材5を環状に形成し、複数の吸着部14を有した円盤状のチャッキングプレートを弾性膜支持部材5の内側に固定してもよい。 In this embodiment, although the suction portion 14 is formed integrally with the elastic membrane supporting member 5, the elastic membrane supporting member 5 is formed in a ring shape, a disk-shaped chucking plate having a plurality of suction portion 14 it may be fixed to the inside of the elastic membrane supporting member 5.
【0025】 [0025]
図2に示すように、弾性膜4の中央部には5個の開口部4aが設けられ、各開口部4aに吸着部14が露出するように設けられている。 As shown in FIG. 2, the central portion 5 of the opening 4a provided in the elastic membrane 4, the suction portion 14 is provided so as to be exposed to the openings 4a. 図1に示すように、各吸着部14の連通孔14hの下端は開口しており、各連通孔14hは弾性膜支持部材5内で合流し、この合流した連通孔は流体室8内を通るチューブ11を介して真空源に接続されるようになっている。 As shown in FIG. 1, the lower end of the communication hole 14h of each suction portion 14 is opened, communicating holes 14h are joined by an elastic membrane supporting member within 5, this merged the communication hole passing through the fluid chamber 8 It is adapted to be connected to a vacuum source via a tube 11. そして、吸着部14の連通孔14hが真空源に接続されると、連通孔14hの開口端に負圧が形成され、吸着部14に半導体ウエハWが吸着される。 Then, the communication hole 14h of the suction unit 14 when connected to a vacuum source, negative pressure is formed in the opening end of the communication hole 14h, the semiconductor wafer W is attracted to the suction unit 14. 吸着部14は、図1に示すように、半導体ウエハWの研磨中には弾性膜4の下端面より内方に位置して弾性膜4の下端面より突出することはない。 Suction unit 14, as shown in FIG. 1, does not protrude from the lower surface of the elastic membrane 4 located inward from the lower end surface of the elastic membrane 4 during polishing of the semiconductor wafer W. そして、半導体ウエハWを吸着する際には、図3に示すように、吸着部14の下端面は弾性膜4の下端面と略同一面になる。 Then, when the suction of the semiconductor wafer W, as shown in FIG. 3, the lower end surface of the suction unit 14 is a lower end surface substantially the same surface of the elastic membrane 4. 吸着部14の下端面には薄いゴムシート等からなる弾性シート15が貼着されており、吸着部14は半導体ウエハWを柔軟に吸着保持するようになっている。 Elastic sheet 15 made of a thin rubber sheet or the like on the lower end surface of the suction unit 14 are attached, the suction unit 14 is adapted to flexibly attracting and holding the semiconductor wafer W.
【0026】 [0026]
トップリング本体2の上部板2Aの上方にはトップリング駆動軸18が配設されており、トップリング本体2とトップリング駆動軸18とは自在継手部19により連結されている。 Above the upper plate 2A of the top ring body 2 and the top ring drive shaft 18 is disposed, it is connected by a universal joint portion 19 and the top ring body 2 and the top ring drive shaft 18. トップリング駆動軸18からトップリング本体2へ互いの傾動を許容しつつ押圧力及び回転力を伝達する自在継手部19は、トップリング本体2とトップリング駆動軸18の互いの傾動を可能とする球面軸受機構と、トップリング駆動軸18の回転をトップリング本体2に伝達する回転伝達機構とを有している。 Universal joint 19 which transmits the pressing force and the rotating force from the top ring drive shaft 18 while allowing mutual tilting the top ring body 2, to allow mutual tilting of the top ring body 2 and the top ring drive shaft 18 a spherical bearing mechanism, and a rotation transmitting mechanism for transmitting the rotation of the top ring drive shaft 18 to the top ring body 2. 球面軸受機構は、トップリング駆動軸18の下面の中央に形成された球面状凹部18aと、上部板2Aの上面の中央に形成された球面状凹部2aと、両凹部18a,2a間に介装されたセラミックスのような高硬度材料からなるベアリングボール21とから構成されている。 Interposing spherical bearing mechanism comprises a lower surface of the center formed spherical recess 18a of the top ring drive shaft 18, a spherical recess 2a formed in the center of the upper surface of the upper plate 2A, both recesses 18a, between 2a and a bearing ball 21. made of a high hardness material such as ceramic that is.
【0027】 [0027]
回転伝達機構は、トップリング駆動軸18に固定された駆動ピン(図示せず)と上部板2Aに固定された被駆動ピン(図示せず)とから構成され、トップリング本体2が傾いても、被駆動ピンと駆動ピンは相対的に上下方向に移動可能であるため、互いの接触点をずらして係合し、トップリング駆動軸18の回転トルクをトップリング本体2に確実に伝達する。 Rotation transmission mechanism is constituted from a drive pin fixed to the top ring drive shaft 18 (not shown) and a driven pin which is fixed to the upper plate 2A (not shown), even inclined top ring body 2 since the drive pin and the driven pin is movable relative vertically engage by shifting the contact point of each other, reliably transmitting the rotation torque of the top ring drive shaft 18 to the top ring body 2.
【0028】 [0028]
次に、前述のように構成されたトップリング1の作用を説明する。 Next, the operation of the top ring 1 constructed as described above.
トップリング1の全体を半導体ウエハの移送位置に位置させ、吸着部14の連通孔14hをチューブ11を介して真空源に接続することにより、図3に示すように、連通孔14hの吸引作用により吸着部14の下端面に半導体ウエハWを真空吸着する。 The entire top ring 1 is positioned at the transfer position of the semiconductor wafer, by connecting a vacuum source communicating hole 14h of the suction unit 14 through the tube 11, as shown in FIG. 3, the suction effect of the communicating hole 14h the semiconductor wafer W to the lower end surface of the suction unit 14 for vacuum suction. このとき、弾性膜支持部材5および吸着部14が上昇しないように流体室8にはわずかな正圧が加えられ、弾性膜支持部材5の上端部5aがストッパプレート13の上端面13aに係合し、弾性膜支持部材5および吸着部14が所定の位置に保持されている。 Engagement this time, a slight positive pressure is applied to the fluid chamber 8 so that the elastic membrane supporting member 5 and the suction unit 14 does not rise, the upper end portion 5a of the elastic membrane supporting member 5 to the upper end face 13a of the stopper plate 13 and, the elastic membrane supporting member 5 and the suction unit 14 is held in position. そして、半導体ウエハWを吸着した状態でトップリング1を移動させ、トップリング1の全体を研磨面(例えば研磨パッドからなる)を有する研磨テーブル(図4の符号30)の上方に位置させ、半導体ウエハWおよびリテーナリング3を研磨面に押圧し研磨を開始する。 Then, by moving the top ring 1 in a state in which sucking the semiconductor the wafer W, is positioned above the polishing table (designated by reference numeral 30 in FIG. 4) having a polishing surface across the top ring 1 (for example, a polishing pad), the semiconductor pressing the wafer W and the retainer ring 3 on the polishing surface to start the polishing. 半導体ウエハWの外周縁はリテーナリング3によって保持され、半導体ウエハWがトップリング1から飛び出さないようになっている。 The outer peripheral edge of the semiconductor wafer W is held by the retainer ring 3, the semiconductor wafer W is prevented protrude from the top ring 1.
【0029】 [0029]
半導体ウエハWを研磨する際には、トップリング駆動軸18に連結されたエアシリンダ(図4の符号33)を作動させ、トップリング本体2の下端に固定されたリテーナリング3を所定の押圧力で研磨テーブルの研磨面に押圧する。 When polishing the semiconductor wafer W operates the linked air cylinder (reference numeral 33 in FIG. 4) to the top ring drive shaft 18, the top ring retainer ring 3 a predetermined pressing force which is fixed to the lower end of the main body 2 in pressing the polishing surface of the polishing table. この状態で、流体室8に所定圧力の加圧流体を供給して半導体ウエハWを研磨テーブルの研磨面に押圧する。 In this state, pressing the polishing surface of the polishing table the semiconductor wafer W by supplying a pressurized fluid of a predetermined pressure to the fluid chamber 8. 半導体ウエハWに加わる研磨圧力は、流体室8に加わる加圧流体の圧力を調整することにより、所望の値に調整する。 Polishing pressure applied to the semiconductor wafer W by adjusting the pressure of the pressurized fluid applied to the fluid chamber 8 is adjusted to a desired value. この場合、半導体ウエハWには弾性膜4を介して流体から押圧力が加えられる部分と、開口部4aの箇処のように、加圧流体の圧力そのものが半導体ウエハWに加わる部分とがあるが、これら両方の部分に加えられる押圧力は同一圧力である。 In this case, a portion pressing force is applied from the fluid through the elastic membrane 4 to the semiconductor wafer W, as 箇処 openings 4a, there is a portion where the pressure itself of the pressurized fluid is applied to the semiconductor wafer W but the pressing force applied to both of these parts are the same pressure. 即ち、流体室8内の流体から押圧力が半導体ウエハWの全面に加えられるので、半導体ウエハWの厚みによらず、半導体ウエハWの中央部から周縁部に至るまで全面に亘って均一な研磨圧力を加えることができる。 That is, the pressing force from the fluid in the fluid chamber 8 is applied to the entire surface of the semiconductor wafer W, regardless of the thickness of the semiconductor wafer W, uniform over the entire surface from the central portion of the semiconductor wafer W up to the periphery polishing it can be added to the pressure. そのため、半導体ウエハWの全面を均一に研磨できる。 Therefore, it can be uniformly polished over the entire surface of the semiconductor wafer W. なお、研磨時に開口部4aの周囲で、弾性膜4は半導体ウエハWの裏面に密接するため、流体室8内の加圧流体が外部に漏れることはほとんどない。 Incidentally, around the opening 4a at the time of polishing, the elastic membrane 4 to close to the back surface of the semiconductor the wafer W, pressurized fluid in the fluid chamber 8 is hardly leaks to the outside.
【0030】 [0030]
半導体ウエハWに加えられる研磨圧力と概略同一又はそれより若干大きい押圧力がエアシリンダを介してリテーナリング3に加えられるため、半導体ウエハWの周囲の研磨面が半導体ウエハWと概略同一の圧力で押圧され、半導体ウエハWの中心部から周縁部、さらには半導体ウエハWの外側にあるリテーナリング3の外周部までの圧力分布が連続かつ均一になる。 The polishing pressure and substantially the same applied to the semiconductor wafer W or more slightly larger pressing force is applied to the retainer ring 3 through the air cylinder, with polished surface semiconductor wafer W and substantially the same pressure around the semiconductor wafer W is pressed, the peripheral edge, more pressure distribution to the outer periphery of the retainer ring 3 is continuously and uniformly on the outside of the semiconductor wafer W from the center of the semiconductor wafer W. そのため、ポリッシング対象物である半導体ウエハWの周縁部における研磨量の過不足を防止することができる。 Therefore, it is possible to prevent excess or deficiency of the polishing amount at the peripheral portion of the semiconductor wafer W is polished object.
【0031】 [0031]
図1乃至図3に示す基板保持装置を構成するトップリングによれば、リテーナリング3を剛構造のトップリング本体2に一体構造として設け、トップリング本体2の上下動によりリテーナリング3を上下動させる。 According to a top ring constituting a substrate holding apparatus shown in FIGS. 1 to 3, provided as a unitary structure retainer ring 3 to the top ring body 2 of the rigid structure, vertically moving the retainer ring 3 by the vertical movement of the top ring body 2 make. これにより、トップリング本体2への押圧力をリテーナリング3への押圧力として利用し、トップリング本体2との一体構造により不必要なリテーナリング3の左右(半径方向)の動きをなくすことができる。 Thus, to eliminate the movement of the pressing force using a pressing force to the retainer ring 3, unnecessary lateral of the retainer ring 3 by integral structure of the top ring body 2 (radial direction) of the top ring body 2 it can. したがって、リテーナリング3と半導体ウエハWの周縁部(エッジ部)との距離を常に最小に抑えることが可能になり、半導体ウエハWの外周部における研磨の均一性と研磨の安定性の向上を図ることができる。 Accordingly, the retainer ring 3 and the peripheral portion of the semiconductor wafer W becomes possible to suppress the distance between (the edge portion) always minimized, to improve the stability of the polishing and the polishing uniformity in the outer peripheral portion of the semiconductor wafer W be able to.
【0032】 [0032]
またリテーナリング3をトップリング本体2と一体構造とすることにより、高剛性のリテーナリング構造を可能にし、研磨中にリテーナリングの挙動の安定性が得られる。 Further, by the integral with the top ring body 2 and the retainer ring 3, to allow the retainer ring structure of high rigidity, stability of behavior of the retainer ring is obtained during polishing. そして、安定した高剛性のリテーナリング構造の内側において、フローティング構造のウエハ保持加圧機構が研磨面のうねり等に追従し、結果として硬質の研磨面においてリテーナリングの挙動が安定し、半導体ウエハの研磨の安定性が得られる。 Then, inside the stable, high rigidity of the retainer ring structure, the wafer holding pressurizing mechanism of a floating structure follows the undulation of the polishing surface, resulting in the behavior of the retainer ring is stabilized in the polishing surface of the rigid, the semiconductor wafer stability of the polishing can be obtained.
【0033】 [0033]
また、弾性膜4に複数の開口部4aを形成して、これら開口部4aに連通孔14hを有した吸着部14を設け、連通孔14hを真空源に連通させることにより、半導体ウエハWを真空吸着する。 Further, the vacuum by forming a plurality of openings 4a in the elastic membrane 4, the suction unit 14 having a communication hole 14h to the openings 4a provided by communicating the communication hole 14h to a vacuum source, a semiconductor wafer W adsorption to. 即ち、半導体ウエハWの吸着時に、真空圧で吸着部14が直接に半導体ウエハWを吸着するため、弾性膜4に吸盤作用をさせる必要がなく、弾性膜4の物性変化が少なくなり、研磨均一性の安定性が増す。 That is, when the adsorption of the semiconductor wafer W, to adsorb directly to the semiconductor wafer W is suction part 14 in vacuum, it is not necessary to the suction cup acts on the elastic membrane 4, the physical properties change of the elastic membrane 4 is reduced, polishing uniformity the stability of the gender increases.
【0034】 [0034]
図4は、図1乃至図3に示す基板保持装置を備えたポリッシング装置の全体構成を示す断面図である。 Figure 4 is a sectional view showing an entire structure of a polishing apparatus having a substrate holding apparatus shown in FIGS. 図中、符号1は基板保持装置を構成するトップリングであり、トップリング1の下方には、上面に研磨パッド31を備えた研磨テーブル30が設置されている。 In the figure, reference numeral 1 is a top ring constituting a substrate holding device, the lower the top ring 1, the polishing table 30 is provided with a polishing pad 31 on the upper surface.
前記トップリング1は自在継手部19を介してトップリング駆動軸18に接続されており、このトップリング駆動軸18はトップリングヘッド32に固定されたトップリング上下用エアシリンダ33に連結されており、このトップリング上下用エアシリンダ33によってトップリング駆動軸18は上下動し、トップリング1の全体を昇降させるとともにトップリング本体2の下端に固定されたリテーナリング3を研磨テーブル30に押圧するようになっている。 The top ring 1 is connected to the top ring drive shaft 18 via a universal joint portion 19, the top ring drive shaft 18 is coupled to a top ring vertically air cylinder 33 fixed to the top ring head 32 , so that the top ring drive shaft 18 by the top ring vertically air cylinder 33 moves up and down, pressing the retainer ring 3 fixed to the lower end of the top ring body 2 with lifting and lowering the entire top ring 1 to the polishing table 30 It has become.
【0035】 [0035]
また、トップリング駆動軸18はキー(図示せず)を介して回転筒34に連結されており、この回転筒34はその外周部にタイミングプーリ35を有している。 The top ring drive shaft 18 is coupled to the rotary cylinder 34 through a key (not shown), the rotary cylinder 34 has a timing pulley 35 on its outer periphery. そして、タイミングプーリ35は、タイミングベルト36を介して、トップリングヘッド32に固定されたトップリング用モータ37に設けられたタイミングプーリ38に接続されている。 The timing pulley 35 via the timing belt 36 is connected to a timing pulley 38 provided on the top ring motor 37 fixed to the top ring head 32. 従って、トップリング用モータ37を回転駆動することによってタイミングプーリ38、タイミングベルト36およびタイミングプーリ35を介して回転筒34及びトップリング駆動軸18が一体に回転し、トップリング1が回転する。 Therefore, the rotating cylinder 34 and the top ring drive shaft 18 via the timing pulley 38, timing belt 36 and the timing pulley 35 by rotating the top ring motor 37 rotates integrally with the top ring 1 is rotated. トップリングヘッド32は、フレーム(図示せず)に固定支持されたトップリングヘッドシャフト39によって支持されている。 The top ring head 32 is supported by a top ring head shaft 39 fixedly supported on a frame (not shown).
【0036】 [0036]
トップリング上下用エアシリンダ33及び流体室8は、それぞれレギュレータR1,R2を介して圧縮空気源24に接続されている。 Top ring vertically air cylinder 33 and the fluid chamber 8 is connected to a compressed air source 24 via respective regulators R1, R2. そして、レギュレータR1によってトップリング上下用エアシリンダ33へ供給する加圧空気の空気圧を調整することにより、リテーナリング3が研磨パッド31を押圧する押圧力を調整することができ、レギュレータR2によって流体室8へ供給する加圧空気の空気圧を調整することにより、半導体ウエハWを研磨パッド31に押圧する研磨圧力を調整することができる。 By adjusting the air pressure of the pressurized air supplied to the top ring vertically air cylinder 33 by the regulator R1, it is possible to adjust the pressing force the retainer ring 3 presses the polishing pad 31, the fluid chamber by the regulator R2 by adjusting the air pressure of the pressurized air supplied to 8, it is possible to adjust the polishing pressure for pressing the semiconductor wafer W against the polishing pad 31. また吸着部14の連通孔14hはバルブVを介して真空ポンプ等の真空源25に接続されている。 The communication hole 14h of the suction portion 14 is connected to a vacuum source 25 such as a vacuum pump via a valve V.
【0037】 [0037]
また、研磨テーブル30の上方には研磨液供給ノズル40が設置されており、研磨液供給ノズル40によって研磨テーブル30上の研磨パッド31上に研磨液Qが供給されるようになっている。 Further, above the polishing table 30 are installed polishing liquid supply nozzle 40, the polishing liquid Q is adapted to be supplied onto the polishing pad 31 on the polishing table 30 by the polishing liquid supply nozzle 40.
【0038】 [0038]
上記構成のポリッシング装置において、半導体ウエハWの搬送時には、吸着部14の連通孔14hを真空源25に連通させて、吸着部14により半導体ウエハWを吸着する。 In the polishing apparatus having the above structure, during the transport of the semiconductor wafer W, the communication holes 14h of the suction unit 14 communicates with the vacuum source 25, to adsorb the semiconductor wafer W by the suction unit 14. そして、研磨時には、吸着部14による半導体ウエハWの吸着を解除し、トップリング1の弾性膜4の下面に半導体ウエハWを保持させ、トップリング上下用エアシリンダ33を作動させてトップリング1に一体に固定されたリテーナリング3を研磨テーブル30に向かって押圧し、かつ流体室8へ加圧空気を供給して回転している研磨テーブル30の上面の研磨パッド31に半導体ウエハWを押圧する。 At the time of polishing, to release the adsorption of the semiconductor wafer W by the suction portions 14, to hold the semiconductor wafer W on the lower surface of the elastic membrane 4 of the top ring 1, the top ring 1 by operating the top ring vertical air cylinder 33 and presses the retainer ring 3 integrally fixed to the polishing table 30, and presses the semiconductor wafer W against the polishing pad 31 of the upper surface of the polishing table 30 is rotated by supplying pressurized air to the fluid chamber 8 . 一方、研磨液供給ノズル40から研磨液Qを流すことにより、研磨パッド31に研磨液Qが保持されており、半導体ウエハWの研磨される面(下面)と研磨パッド31の間に研磨液Qが存在した状態で研磨が行われる。 On the other hand, by flowing the polishing liquid Q from the polishing liquid supply nozzle 40, and the polishing liquid Q is held on the polishing pad 31, the polishing liquid Q between the polishing and polished the surface of the semiconductor wafer W (lower surface) pads 31 there polishing is carried out in the presence state.
【0039】 [0039]
トップリング上下用エアシリンダ33によるリテーナリング3の研磨パッド31への押圧力と、流体室8に供給する加圧空気による半導体ウエハWの研磨パッド31への押圧力とを適宜調整して半導体ウエハWの研磨を行う。 A pressing force to the polishing pad 31 of the retainer ring 3 by the top ring vertically air cylinder 33, suitably adjusted to a semiconductor wafer and a pressing force applied to the polishing pad 31 of the semiconductor wafer W by the pressurized air supplied to the fluid chamber 8 carry out the polishing of W. 研磨中にレギュレータR2によって半導体ウエハWを研磨テーブル30上の研磨パッド31に押圧する押圧力を変更でき、レギュレータR1によってリテーナリング3が研磨パッド31を押圧する押圧力を変更できる。 By the regulator R2 during polishing can change the pressing force for pressing the semiconductor wafer W against the polishing pad 31 on the polishing table 30, it can change the pressing force the retainer ring 3 presses the polishing pad 31 by the regulator R1. 従って、研磨中に、リテーナリング3が研磨パッド31を押圧する押圧力と半導体ウエハWを研磨パッド31に押圧する押圧力を適宜調整することにより、半導体ウエハWの中心部から周縁部、さらには半導体ウエハWの外側にあるリテーナリング3の外周部までの研磨圧力の分布が連続かつ均一になる。 Therefore, during polishing, by the retainer ring 3 to adjust the pressing force for pressing the pressing force and the semiconductor wafer W to press the polishing pad 31 on the polishing pad 31 as appropriate, the peripheral portion from the center of the semiconductor wafer W, more distribution of polishing pressure to the outer peripheral portion of the retainer ring 3 on the outside of the semiconductor wafer W is continuous and uniform. そのため、半導体ウエハWの周縁部における研磨量の過不足を防止することができる。 Therefore, it is possible to prevent excess or deficiency of the polishing amount at the peripheral portion of the semiconductor wafer W.
【0040】 [0040]
本発明においては、研磨テーブル上に形成される研磨面は、前述した研磨パッドにより形成してもよく、又、固定砥粒により形成してもよい。 In the present invention, the polishing surface formed on the polishing table may be formed by a polishing pad as described above, or may be formed by a fixed abrasive. 研磨パッドとしては、市場で入手できるものとして、種々のものがあり、例えば、ロデール社製のSUBA800,IC−1000,IC−1000/SUBA400(二層クロス)、フジミインコーポレイテッド社製のSurfin xxx−5,Surfin 000等である。 As the polishing pad, as available on the market, there are various, for example, by Rodel Co. SUBA800, IC-1000, IC-1000 / SUBA400 (two-layer cloth), Fujimi Inc. Co. Surfin xxx- 5, it is a Surfin 000, and the like. SUBA800,Surfin xxx−5,Surfin 000は繊維をウレタン樹脂で固めた不織布であり、IC−1000は硬質の発泡ポリウレタン(単層)である。 SUBA800, Surfin xxx-5, Surfin 000 are non-woven fabrics bonded by urethane resin, IC-1000 is made of rigid foam polyurethane (single-layer). 発泡ポリウレタンは、ポーラス(多孔質状)になっており、その表面に多数の微細なへこみ又は孔を有している。 Polyurethane foam, has become porous and has a large number of fine recesses or holes formed in its surface.
【0041】 [0041]
固定砥粒は、砥粒をバインダ中に固定し板状に形成されたものである。 Fixed abrasive grains, and is formed of abrasive grains in a fixed plate in a binder. 固定砥粒から自生した砥粒により研磨が進行する。 Polishing proceeds by abrasive particles self-generated from the fixed abrasive. 固定砥粒は砥粒とバインダと気孔により構成されており、例えば砥粒には平均粒径0.5μm以下の酸化セリウム(CeO )、バインダにはエポキシ樹脂を用いる。 Fixed abrasive is constituted by abrasive grains and binder, and pores, for example, an average particle diameter of 0.5μm or less of cerium oxide abrasive grains (CeO 2), the binder using an epoxy resin. 固定砥粒は硬質の研磨面を構成する。 Fixed abrasive forms a polishing surface of the rigid. 固定砥粒には、前記板状のものの他に、薄い固定砥粒層の下に弾性を有する研磨パッドを貼り付けて二層構造とした固定砥粒パッドも含まれる。 The fixed abrasive, in addition to the plate-shaped ones, also includes fixed abrasive pad adhered to a polishing pad and a two-layer structure having elasticity under a thin fixed abrasive layer. その他の硬質の研磨面としては、前記IC−1000がある。 The polished surface of the other hard, there is the IC-1000.
【0042】 [0042]
本発明のトップリングは、硬質な研磨面を構成する、特に圧縮弾性係数19.6MPa(200kg/cm )以上の研磨部材との適合性に優れている。 The top ring of the present invention constitutes a rigid abrasive surface, is particularly excellent in compatibility with the compression modulus 19.6MPa (200kg / cm 2) or more of the polishing member.
従来のトップリングの一例においては、剛体のトップリング本体にバッキングパッドを介して半導体ウエハを保持し、研磨パッドが弾性を有しているため、半導体ウエハに対する衝撃を主に研磨パッド側で吸収していた。 In one example of a conventional top ring, the top ring body rigid through the backing pad holding a semiconductor wafer, the polishing pad is elastic, the impact on semiconductor wafer absorb primarily in the polishing pad side which was. しかし、研磨面が硬質の研磨面になった場合は、研磨面の凹凸がそのまま半導体ウエハに転写され、影響してしまう。 However, if the polishing surface becomes polished surface of the rigid, irregularities of the polishing surface it is directly transferred to the semiconductor wafer, thereby affecting. また、トップリング側の半導体ウエハの真空吸着用の孔が半導体ウエハ裏面に転写していた。 Also, holes for vacuum suction of the top ring side of the semiconductor wafer was transferred to the rear face the semiconductor wafer.
しかしながら、半導体ウエハを弾性膜を介して流体圧により保持するトップリングによれば、半導体ウエハの裏面に加わる流体圧により、硬質の研磨面の凹凸を吸収できる。 However, according to the semiconductor wafer to the top ring to hold the fluid pressure through the elastic membrane, by a fluid pressure applied to the back surface of the semiconductor wafer, it can absorb the unevenness of the polishing surface of the rigid. したがって、硬質の研磨面を用いる場合にも研磨性能がよく、またバッキングパッドの真空吸着孔が半導体ウエハに転写されることもない。 Therefore, the polishing performance in the case of using the polishing surface of the rigid well, also a vacuum suction holes of the backing pad is being nor transferred to a semiconductor wafer.
更に、本発明によれば、リテーナリングがトップリング本体と一体に構成されているため、剛性が高く、リテーナリングの必要以上の不安定な動きが抑制され、研磨性能が安定する。 Further, according to the present invention, since the retainer ring is formed integrally with the top ring body, high rigidity, excessive volatile movements of the retainer ring can be suppressed, the polishing performance is stable.
【0043】 [0043]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
本発明によれば、リテーナリングを剛構造のトップリング本体に一体構造として設け、トップリング本体の上下動によりリテーナリングを上下動させる。 According to the present invention, it provided as a unitary structure retainer ring to the top ring body of rigid structure, vertically moving the retainer ring by vertical movement of the top ring body. これにより、トップリング本体への押圧力をリテーナリングへの押圧力として利用し、トップリング本体との一体構造により不必要なリテーナリングの左右(半径方向)の動きをなくすことができる。 Thus, it is possible to eliminate the movement of utilizing the pressing force of the top ring body as the pressing force of the retainer ring, the right and left unnecessary retainer ring by integral structure of the top ring body (radial direction). したがって、リテーナリングとポリッシング対象物である基板の周縁部(エッジ部)との距離を常に最小に抑えることが可能になり、基板の外周部における研磨の均一性と研磨の安定性の向上を図ることができる。 Therefore, always can be suppressed minimum distance of the periphery of the substrate is a retainer ring and the polishing object and the (edge ​​portion), to improve the stability of the polishing and the polishing uniformity in the outer peripheral portion of the substrate be able to.
【0044】 [0044]
またリテーナリングをトップリング本体と一体構造とすることにより、高剛性のリテーナリング構造を可能にし、研磨中にリテーナリングの挙動の安定性が得られる。 Further, by the integral with the top ring body and the retainer ring allows the retainer ring structure of high rigidity, stability of behavior of the retainer ring is obtained during polishing. そして、安定した高剛性のリテーナリング構造の内側において、フローティング構造の基板保持加圧機構が研磨面のうねり等に追従し、結果として硬質の研磨面においてリテーナリングの挙動が安定し、基板の研磨の安定性が得られる。 Then, inside the stable, high rigidity of the retainer ring structure, the substrate holding pressurizing mechanism of a floating structure follows the undulation of the polishing surface, the result behavior of the retainer ring in the polishing surface of the rigid and stable as the polishing of the substrate stability is obtained.
【0045】 [0045]
また本発明においては、ポリッシング対象物である基板を保持する部分にある弾性膜に開口部を形成し、その開口部に基板を真空により直接的に保持する機構を持つ吸着部が露出する構造になっている。 In the present invention also an opening is formed in the elastic membrane at the portion holding the substrate is a polishing target, the structure in which the suction unit is exposed with a mechanism for directly held by vacuum substrate in the opening going on. この吸着部により、ポリッシング対象物を真空吸着して保持するため、基板に反り(変形)を与えることがなく、基板が破損したり、基板上のデバイス構造が損傷したりすることがない。 This adsorption unit, for holding a polishing object by vacuum suction, without giving the warping (deformation) in the substrate, the substrate is damaged, the device structure on the substrate does not be damaged. また、弾性膜を介さないで基板を直接に保持するため、基板の保持の安定性が飛躍的に高まる。 Further, for holding a substrate directly without going through the elastic membrane, the stability of the holding of the substrate increases dramatically. 結果として、装置の稼働率を向上させることができ、また製品の歩留まり向上を達成できる。 As a result, it is possible to improve the rate of operation of the device, also it can achieve improved yield of the product.
【0046】 [0046]
本発明のトップリングは、特に硬質な研磨面、特に圧縮弾性係数19.6MPa(200kg/cm )以上の研磨面との適合性に優れている。 The top ring of the present invention, especially a hard polished surface, is particularly excellent in compatibility with the compression modulus 19.6MPa (200kg / cm 2) or more of the polishing surface. 本発明のトップリングによれば、高剛性のリテーナリングの内側で基板は弾性膜を介して流体圧により保持されているので、基板の裏面に加わる流体圧により、硬質の研磨面の凹凸を吸収できる。 According to the top ring of the present invention, since the substrate on the inside of the retainer ring of high rigidity is held by fluid pressure through the elastic membrane, by a fluid pressure applied to the back surface of the substrate, it absorbs the unevenness of the polished surface of the hard it can. したがって、硬質の研磨面を用いる場合にも研磨性能がよく、またバッキングパッドの真空吸着孔が基板に転写されることもない。 Therefore, even polishing performance when using the polishing surface of the rigid well, also a vacuum suction holes of the backing pad is not also be transferred to the substrate.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】本発明の基板保持装置の実施形態を示す縦断面図である。 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a substrate holding device of the present invention.
【図2】図1で示す基板保持装置の底面図である。 Is a bottom view of the substrate holding apparatus shown in FIG. 1;
【図3】図1で示す基板保持装置の動作状態を示す縦断面図である。 3 is a longitudinal sectional view showing an operating state of the substrate holding apparatus shown in FIG.
【図4】図1乃至図3に示す基板保持装置を備えたポリッシング装置の全体構成を示す断面図である。 4 is a sectional view showing an entire structure of a polishing apparatus having a substrate holding apparatus shown in FIGS.
【図5】半導体ウエハを空気圧等の流体圧で研磨面に押圧するとともにリテーナリングを流体圧で研磨面に押圧する構造を有した基板保持装置の模式図である。 5 is a schematic view of a substrate holding apparatus having a structure for pressing the polishing surface by a fluid pressure of the retainer ring while pressing the semiconductor wafer to the polishing surface at a fluid pressure of the pneumatic or the like.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
1 トップリング2 トップリング本体2A 上部板2B 周壁部3,53 リテーナリング4 弾性膜4a 開口部5 弾性膜支持部材5a 上端部5h 貫通孔6 加圧シート8 流体室10 流体路11 チューブ12 サポート13 ストッパプレート13a 上端面14 吸着部14h 連通孔18 トップリング駆動軸19 自在継手部21 ベアリングボール24 圧縮空気源25 真空源30 研磨テーブル31 研磨パッド32 トップリングヘッド33 トップリング上下用エアシリンダ34 回転筒35,38 タイミングプーリ36 タイミングベルト37 トップリング用モータ39 トップリングヘッドシャフト40 研磨液供給ノズル52 ウエハ加圧機構54 リテーナリング加圧機構55 駆動軸W 半導体ウエハ 1 top ring 2 the top ring body 2A upper plate 2B circumferential wall 3 and 53 the retainer ring 4 elastic film 4a opening 5 the elastic membrane supporting member 5a upper portion 5h through hole 6 pressurizing sheet 8 fluid chamber 10 fluid path 11 tubes 12 support 13 the stopper plate 13a upper surface 14 adsorption unit 14h communicating hole 18 top ring drive shaft 19 universal joint 21 bearing balls 24 compressed air source 25 vacuum source 30 polishing table 31 a polishing pad 32 top ring head 33 top ring vertically air cylinder 34 rotating cylinder 35 and 38 timing pulley 36 timing belt 37 top ring motor 39 the top ring head shaft 40 polishing liquid supply nozzle 52 wafer pressurizing mechanism 54 retaining ring press mechanism 55 drive shaft W semiconductor wafer

Claims (10)

  1. ポリッシング対象物である基板を保持して研磨テーブル上の研磨面に押圧する基板保持装置において、 In the substrate holding apparatus for pressing the polishing surface on the polishing table holding the substrate is a polishing target,
    前記基板を保持するトップリング本体と、 A top ring body for holding the substrate,
    前記トップリング本体に固定されるか又は一体に設けられ基板の外周縁を保持するリテーナリングと、 A retainer ring for holding an outer peripheral edge of the substrate provided on or integrally secured to the top ring body,
    前記トップリング本体とリテーナリングとの内部に画成された空間内に収容された、弾性膜と該弾性膜の外周部が保持された弾性膜支持部材とを備え、 It said top housed in the ring body and the space defined within the retainer ring, and an elastic membrane supporting member outer peripheral portion of the elastic membrane and the elastic membrane is held,
    前記弾性膜支持部材には貫通孔が設けられ、該貫通孔を介して前記弾性膜支持部材の上部空間である流体室から加圧流体が前記弾性膜の裏面に供給され、 The through hole is provided in the elastic membrane supporting member, pressurized fluid from the fluid chamber is an upper space of the elastic membrane supporting member through the through hole is supplied to the back surface of the elastic membrane,
    前記弾性膜の中央部には開口部が設けられ、該開口部には下端が開口した連通孔を有する吸着部が露出するように設けられ、該吸着部は前記弾性膜支持部材に設けられ、 The opening is provided in the central portion of the elastic membrane, the opening is provided so as to expose the suction portion having a communicating hole bottom is open, the adsorption unit is provided on the elastic membrane supporting member,
    前記流体室内に加圧流体を供給することにより、前記基板を前記研磨面に押圧し、 By supplying pressurized fluid to said fluid chamber to press the substrate against the polishing surface,
    前記吸着部の連通孔を真空源に連通させることにより該吸着部により前記基板を吸着するようにしたことを特徴とする基板保持装置。 Substrate holding apparatus being characterized in that so as to adsorb the substrate by adsorption unit by communicating the communication hole of the suction unit to a vacuum source.
  2. 前記流体室に供給する加圧流体の圧力を調整することにより基板に加わる研磨圧力を調整することを特徴とする請求項1記載の基板保持装置。 Substrate holding apparatus according to claim 1, wherein the adjusting the polishing pressure applied to the substrate by adjusting the pressure of the pressurized fluid supplied to the fluid chamber.
  3. 前記弾性膜支持部材の前記トップリング本体に対する上下方向位置は規制部材により規制されることを特徴とする請求項1又は2に記載の基板保持装置。 Substrate holding apparatus according to claim 1 or 2 vertical position relative to the top ring body of the elastic membrane supporting member is characterized by being regulated by the regulating member.
  4. 前記トップリング本体に押圧力を加える手段は、トップリング本体を上下動させる機構からなることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の基板保持装置。 It said means for applying a pressing force to the top ring body, the substrate holding apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it consists mechanism for vertically moving the top ring body.
  5. ポリッシング対象物である基板を保持して研磨テーブル上の研磨面に押圧する基板保持装置において、 In the substrate holding apparatus for pressing the polishing surface on the polishing table holding the substrate is a polishing target,
    前記基板を保持するトップリング本体と、 A top ring body for holding the substrate,
    前記トップリング本体に固定されるか又は一体に設けられ基板の外周縁を保持するリテーナリングと、 A retainer ring for holding an outer peripheral edge of the substrate provided on or integrally secured to the top ring body,
    前記トップリング本体とリテーナリングとの内部に画成された空間内に収容された、弾性膜と該弾性膜の外周部が保持された弾性膜支持部材とを備え、 It said top housed in the ring body and the space defined within the retainer ring, and an elastic membrane supporting member outer peripheral portion of the elastic membrane and the elastic membrane is held,
    前記弾性膜支持部材には貫通孔が設けられ、該貫通孔を介して前記弾性膜支持部材の上部空間である流体室から加圧流体が前記弾性膜の裏面に供給され、 The through hole is provided in the elastic membrane supporting member, pressurized fluid from the fluid chamber is an upper space of the elastic membrane supporting member through the through hole is supplied to the back surface of the elastic membrane,
    前記弾性膜の中央部には開口部が設けられ、該開口部には下端が開口した、真空源に接続される連通孔を有する吸着部が露出するように設けられ、該吸着部は前記弾性膜支持部材に設けられ、該吸着部の下端面には弾性シートが貼着され、 Wherein the center portion of the elastic membrane opening is provided, the opening lower end is open, the suction portion having a communicating hole which is connected to a vacuum source is provided so as to be exposed, adsorbing portion the elastic provided in the membrane supporting member, the elastic sheet is attached to the lower end face of the adsorbing portion,
    前記流体室内に加圧流体を供給することにより、前記基板を前記研磨面に押圧し、その際に、前記弾性シートの下端面は前記基板の研磨中には前記弾性膜の下端面よりも上方に位置し、 By supplying pressurized fluid to said fluid chamber to press the substrate against the polishing surface, when the lower end surface of the elastic sheet above the lower end surface of the elastic film during polishing of the substrate located in,
    前記吸着部の連通孔を真空源に接続させることにより、該吸着部により前記基板を吸着し、その際に、前記吸着部の下端面は前記弾性膜の下端面と略同一面になることを特徴とする基板保持装置。 By connecting the communicating hole of the suction unit to a vacuum source, and adsorbing the substrate by adsorption unit, when the lower end face of the suction unit to be a lower end surface substantially the same surface of the elastic membrane substrate holding apparatus according to claim.
  6. 研磨面を有する研磨テーブルと、ポリッシング対象物である基板を保持して研磨テーブル上の研磨面に押圧するトップリングとを備え、 Comprises a polishing table having a polishing surface, a top ring for pressing the polishing surface on the holding substrate and the polishing table is polishing object,
    前記トップリング内に開口部を有した弾性膜により形成された流体室を設け、かつ前記弾性膜の開口部に露出するように連通孔を有した吸着部を設け、前記弾性膜の外周部が弾性膜支持部材に保持され、前記弾性膜支持部材には貫通孔が設けられ、該貫通孔を介して前記流体室から加圧流体が前記弾性膜の裏面に供給され、前記吸着部は前記弾性膜支持部材に設けられ、 Wherein a fluid chamber formed by an elastic film having an opening provided in the top ring, and provided with a suction unit having a communication hole so as to be exposed to the opening of the elastic membrane, the outer peripheral portion of the elastic membrane is held in the elastic membrane supporting member, the through hole is provided in the elastic membrane supporting member, pressurized fluid from the fluid chamber via the through hole is supplied to the back surface of the elastic membrane, the suction portion is the elastic provided in the membrane support member,
    前記流体室内に加圧流体を供給することにより前記基板を前記研磨面に押圧し、前記吸着部の連通孔を真空源に連通させることにより該吸着部により前記基板を吸着するようにしたことを特徴とするポリッシング装置。 Said said substrate is pressed against the polishing surface by supplying the fluid chamber to the pressurized fluid, and a communicating hole of the suction unit so as to adsorb the substrate by adsorption unit by communicating with a vacuum source polishing apparatus according to claim.
  7. 前記トップリングはトップリング本体に固定されるか又は一体に設けられ基板の外周縁を保持するリテーナリングを備え、前記トップリング本体に押圧力を加えることにより前記リテーナリングを前記研磨面に押圧するようにしたことを特徴とする請求項6記載のポリッシング装置。 The top ring has a retainer ring for holding an outer peripheral edge of the substrate provided on or integrally secured to the top ring body, to press the retainer ring to the polishing surface by applying a pressing force to the top ring body polishing apparatus according to claim 6, characterized in that as.
  8. 前記研磨面を、19.6MPa(200kg/cm )以上の圧縮弾性係数を有する硬質の研磨部材で形成することを特徴とする請求項6記載のポリッシング装置。 Wherein the polishing surface, 19.6MPa (200kg / cm 2) or more of the polishing apparatus according to claim 6, wherein the forming the polishing member rigid with a compressive modulus of elasticity.
  9. 前記研磨面は、砥粒をバインダ中に固定し板状に形成した固定砥粒により構成されることを特徴とする請求項6記載のポリッシング装置。 The polishing surface, abrasive grains polishing apparatus according to claim 6, characterized in that it is constituted by a fixed abrasive grains formed on the fixed plate in a binder.
  10. 研磨面を有する研磨テーブルと、ポリッシング対象物である基板を保持して研磨テーブル上の研磨面に押圧する請求項1乃至5のいずれか1項に記載の基板保持装置とを備えたことを特徴とするポリッシング装置。 Wherein a polishing table, further comprising a substrate holding device according to any one of claims 1 to 5 for pressing the polishing surface on the holding substrate and the polishing table is polished object having a polishing surface polishing apparatus to be.
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